陳斌

摘要：電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器可實(shí)現(xiàn)對(duì)于電磁波地層中信號(hào)衰減這一表現(xiàn)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，其在優(yōu)化施工參數(shù)表現(xiàn)、提高電磁波隨鉆測(cè)量水平方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，可全面提高鉆采工程技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用有效性與質(zhì)量水平。本文中簡(jiǎn)單探討了電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器，為其建立分析模型，深入探討儀器本身對(duì)于碎鉆測(cè)量效果的具體影響。

關(guān)鍵詞：電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器;測(cè)量效果影響因素;分析模型;鉆井深度

電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器對(duì)于測(cè)量效果的影響較大，要結(jié)合適應(yīng)性評(píng)價(jià)與電磁波隨鉆測(cè)量技術(shù)改進(jìn)展開分析，深度探討其具體效果影響作用，如此更有利于地層電阻率的有效增加與信號(hào)傳輸機(jī)制有效構(gòu)建。

一、關(guān)于隨鉆測(cè)量?jī)x器

隨鉆測(cè)量?jī)x器即電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器（Measure While Drilling，MWD），它一般包含了兩種信號(hào)傳輸方式：泥漿壓力脈沖MWD傳輸方式主要采用定向井配合水平井井眼軌跡測(cè)量泥漿脈沖內(nèi)容，依托連續(xù)液相鉆井循環(huán)介質(zhì)工產(chǎn)生傳遞壓力脈沖信號(hào)，但并不適合于氣體、泡沫以及充氣鉆井形式;其次還有電磁波隨鉆測(cè)量EM-MWD方式，該方式受到介質(zhì)影響最小且數(shù)據(jù)傳輸速度較快，能夠滿足常規(guī)液鉆井、氣體鉆井以及霧化充氣鉆井等多種鉆井施工要求，對(duì)于有效解決泥漿脈沖MWD系統(tǒng)難題方面表現(xiàn)突出。就EW-MWD技術(shù)而言，它對(duì)于多種因數(shù)指標(biāo)如電磁波信號(hào)衰減、信號(hào)頻率、地層電阻率調(diào)整方面表現(xiàn)突出，可實(shí)現(xiàn)因數(shù)參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，配合數(shù)值計(jì)算方法求解計(jì)算過程，結(jié)合有限元法深度研究低頻電磁波信號(hào)傳輸客觀規(guī)律，建立定量評(píng)價(jià)信號(hào)衰減影響因素，然后針對(duì)性的改進(jìn)隨鉆測(cè)量施工過程，影響測(cè)量效果。就目前來看，有效提高EM-MWD技術(shù)的測(cè)量深度與綜合性能是非常有必要的。

二、EM-MWD的模型構(gòu)建

利用EM-MWD技術(shù)構(gòu)建模型，結(jié)合井下儀器與地面系統(tǒng)展開測(cè)量工作，如此可以形成一套完整的電流回路，保證電流回路建立絕緣短節(jié)中心四周擴(kuò)散機(jī)制，保證地表分析電流回路，結(jié)合地面系統(tǒng)采集井口鉆具分析井口距離（井口距離控制在30～50m）。一般來說，其井下測(cè)量數(shù)據(jù)需要實(shí)現(xiàn)井口軌跡有效調(diào)整，結(jié)合井下數(shù)據(jù)采用EM-MWD技術(shù)。在電流上段專注過程中建立兩大過渡層配合地層形成電流回路，確保鉆井循環(huán)介質(zhì)有效優(yōu)化。必須假設(shè)鉆柱井口內(nèi)鉆柱中心線，分析井口中心線重合過程。

三、EM-MWD技術(shù)的測(cè)量效果影響因素分析

采用EM-MWD技術(shù)的側(cè)臉效果影響因素有很多，下文結(jié)合4點(diǎn)展開分析：

（一）鉆井循環(huán)介質(zhì)測(cè)量效果影響因素分析

在采用水基鉆井液過程中，要將其直接設(shè)置為鉆井循環(huán)介質(zhì)，結(jié)合低頻電磁波信號(hào)衰減過程進(jìn)行分析，可考慮采用1V恒電壓，結(jié)合計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。在采用EM-MWD信道衰減程度展開分析，確保恒電流與恒功率情況下鉆井液條件下信號(hào)衰減明顯增加分析氣體鉆井速度，接收相同強(qiáng)度信號(hào)內(nèi)容。如果在鉆井條件過程中，需要分析EM-MWD發(fā)射功率對(duì)氣體鉆井過程進(jìn)行分析，優(yōu)化發(fā)射信號(hào)頻率增加，參考發(fā)射信號(hào)頻率增加機(jī)制，優(yōu)化發(fā)射功率差值變大這一問題，如此更有利于EM-MWD信號(hào)有效傳輸。

（二）鉆井深度測(cè)量效果影響因素分析

要結(jié)合鉆井深度測(cè)量分析信號(hào)衰減主要影響因素，分析深度增加過程分析鉆井深度，保證分析電壓值急劇減少這一情況分析電壓信號(hào)衰減較快問題。就計(jì)算過程中充分考慮鉆桿接頭電阻情況，結(jié)合實(shí)際工況保證接頭電阻問題。最大限度上增加鉆桿整體縱向阻抗問題，同時(shí)結(jié)合信號(hào)衰減問題展開進(jìn)行分析，確保鉆井深度測(cè)量效果產(chǎn)生正向影響。

（三）信號(hào)頻率測(cè)量效果影響因素分析

在分析信號(hào)頻率測(cè)量效果影響因素過程中，必須對(duì)EM-MWD信號(hào)頻率改變問題進(jìn)行分析，了解它所引發(fā)的多方面改變：第一方面是趨膚效應(yīng)阻抗改變，第二方面是位移電流耦合電容改變，第三方面是渦流感抗與表面阻抗改變。結(jié)合三大改變分析EM-MWD的基本信號(hào)發(fā)射頻率，了解10Hz范圍以上的接地電阻變化（應(yīng)<0.02Ω）。整體來講，就是要配合趨膚效應(yīng)對(duì)阻抗以及耦合電容所引發(fā)的位移電流進(jìn)行分析，深度研究其位移電流對(duì)于信號(hào)所產(chǎn)生的具體衰減作用，如果衰減作用較小即可忽略。

再一點(diǎn)就是分析渦流感抗，結(jié)合EM-MWD分析金屬組安康電流泄露問題，結(jié)合地層中所形成的回路進(jìn)行有效理解，形成尺寸較大電感作用。在電感長(zhǎng)度逐漸增加、頻率逐漸升高過程中，需要分析感抗極具增加效果，了解信號(hào)衰減速度在這一階段是會(huì)明顯加快的。

最后要分析表面阻抗，結(jié)合物體介質(zhì)表面電荷移動(dòng)展開分析，了解電流流動(dòng)難易程度與相應(yīng)物理量變化，結(jié)合計(jì)算結(jié)果顯示表面阻抗與接地電阻數(shù)量級(jí)變化，分析地層電阻率減小情況下的表面阻抗影響顯著變化。在這一過程中，還要適當(dāng)提高信號(hào)通信頻率，對(duì)地面接收信號(hào)強(qiáng)度急劇衰減問題進(jìn)行針對(duì)性分析。實(shí)際上，伴隨信號(hào)頻率的不斷升高，EM-MWD技術(shù)支持下的測(cè)量過程也會(huì)發(fā)生變化，其中縱向單位背景下的金屬電阻與橫向單位接地電阻在比值方面會(huì)直接影響信號(hào)衰減程度，其比值越小越有利于信號(hào)的正常傳輸過程。

（四）下段鉆柱長(zhǎng)度測(cè)量效果影響因素分析

最后要分析在EM-MWD技術(shù)背景下的下段鉆柱長(zhǎng)度測(cè)量效果影響因素，結(jié)合地面接收向好強(qiáng)度分析鉆柱長(zhǎng)度關(guān)系曲線變化。換言之，要在有效增強(qiáng)地面信號(hào)接收強(qiáng)度的過程中調(diào)整下段鉆柱長(zhǎng)度，直接從5m延長(zhǎng)到1000m，結(jié)合計(jì)算地面接收信號(hào)強(qiáng)度分析信號(hào)增加數(shù)量級(jí)，隨時(shí)隨地動(dòng)態(tài)了解其下段鉆柱長(zhǎng)度變化。

總結(jié)：

綜上所述，電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x器測(cè)量效果的具體影響因素眾多，它在配合低頻電磁波在地層中傳輸信號(hào)過程中，其信號(hào)衰減程度會(huì)伴隨井深、發(fā)射頻率增加而發(fā)生改變。為此必須有效減小發(fā)射頻率并提高EM-MWD隨鉆測(cè)量?jī)x器測(cè)量效果，優(yōu)化調(diào)整測(cè)量深度。而在適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)射天線方式過程中也需要增加絕緣短節(jié)的下鉆柱長(zhǎng)度，如此對(duì)于減小信號(hào)衰減是有幫助的，同時(shí)它也在某種程度上增加了地面接收信號(hào)強(qiáng)度，如此對(duì)于提高EM-MWD電磁波碎鉆測(cè)量效果是具有極大幫助的。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉京科. 礦用電磁波隨鉆測(cè)量?jī)x在定向鉆進(jìn)中的應(yīng)用[J]. 煤炭技術(shù)，2019（4）：4.

[2]王小波. 礦用電磁波隨鉆測(cè)量系統(tǒng)在定向鉆進(jìn)中的姿態(tài)校準(zhǔn)[J]. 地質(zhì)裝備，2021，22（3）：5.